Mechanical Engineering – Entwicklung, Konstruktion und Simulation für Industrieprojekte

Mechanical Engineering in der Schweizer Industrie

Mechanical Engineering verbindet moderne Produktentwicklung, präzise Konstruktion und numerische Simulation zu einem durchgängigen Engineering-Prozess. In der Schweizer Industrie kommen diese Kompetenzen in unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz – von Maschinen- und Anlagenbau über Automobil- und Luftfahrttechnik bis hin zu Energie, Medizintechnik und Prozessindustrie.

Design und Konstruktion mit modernen CAD-Systemen

Im Bereich Design werden Bauteile und Baugruppen so ausgelegt, dass Funktion, Fertigung und Wirtschaftlichkeit im Gleichgewicht sind. Dazu gehört die Konstruktion von Druckguss-, Blech- und Kunststoffteilen mit jeweils passender Geometrie, Wandstärke und Fügetechnik.

Für die 3D-CAD-Modellierung und Detaillierung werden etablierte Systeme eingesetzt: SolidWorks, Siemens NX, Creo, Catia, SolidEdge, Inventor und AutoCAD. So lassen sich komplexe Baugruppen strukturiert aufbauen, Varianten effizient verwalten und Schnittstellen zu PDM/PLM-Systemen abdecken.

Konstruktion kann sowohl remote als auch vor Ort beim Kunden erfolgen – beispielsweise eingebunden in bestehende Entwicklungsteams oder direkt an der Maschine im Rahmen von Inbetriebnahmen und Anpassungsprojekten.

Numerische Simulation und FEM

Numerische Simulation ist ein zentraler Bestandteil moderner Produktentwicklung. Sie ermöglicht es, Bauteile und Systeme bereits in frühen Phasen virtuell zu testen und physische Prototypen zu reduzieren.

Im Fokus stehen insbesondere folgende FEM-Leistungen:

• Spannungs- und Verformungsanalysen zur Bewertung von Steifigkeit, Festigkeit und Sicherheitsfaktoren
• Stabilitätsuntersuchungen zu Knicken und Beulen von schlanken Strukturen, Rahmen und Schalen
• Modalanalysen zur Ermittlung von Eigenfrequenzen und Eigenformen zur Auslegung gegen Resonanzen
• Harmonische Frequenzanalysen zur Bewertung des Schwingungsverhaltens unter periodischen Anregungen
• Transiente Simulationen für zeitabhängige Vorgänge wie Stösse, Lastkollektive und Einschaltvorgänge
• Temperatur- und Thermomanagementanalysen für stationäre und transiente Temperaturfelder
• Schweissnahtanalysen mit detaillierter Spannungsbewertung für Lebensdauer- und Ermüdungsabschätzungen
• Kollisionen und Bewegungsabläufe zur Überprüfung von Freigängen, Endanschlägen und Kontaktzuständen
• Verifikation von Lastfällen und Unterstützung von Prozessvalidierungen, z. B. im Apparate- und Druckbehälterbau

Toolchain für Berechnung, Simulation und Prozessanalyse

Für Berechnung, Simulation und datenbasierte Auswertung steht eine integrierte Toolchain zur Verfügung:

• Ansys für allgemeine FEM-Berechnungen, Struktur-, Thermo- und gekoppelte Analysen
• LS-Dyna für hochdynamische, nichtlineare und crashnahe Ereignisse
• OpenModelica für systemorientierte Simulationen und modellbasierte Entwicklung
• LabView für Messdatenerfassung, Prüfstandsautomation und Testauswertung
• Matlab und Mathcad für numerische Auswertungen, Skripting und Engineering-Dokumentation
• Altium für die Integration elektromechanischer Aspekte in der Elektronik- und Halbleiterfertigung
• simul8 für Prozess- und Ablauf-Simulationen in Fertigung und Logistik
• klaxoon als Kollaborationsplattform für Workshops, Reviews und Entscheidungsprozesse

Branchenfokus und typische Anwendungen

Mechanical Engineering adressiert ein breites Spektrum an Branchen und Aufgabenstellungen:

• Maschinen- und Anlagenbau: Konstruktion kompletter Maschinen, Produktionslinien und Sonderanlagen, inklusive Detaillierung und Inbetriebnahme
• Automobilindustrie: Komponenten im Antriebsstrang, Fahrwerksstrukturen, Strukturteile sowie Produktions- und Prüfmittel
• Luft- und Raumfahrt: Leichtbau-Strukturen, Triebwerkskomponenten, Strukturmechanik und Werkstofftechnik mit hohen Sicherheitsanforderungen
• Energieerzeugung: Turbinen, Kraftwerkskomponenten und Systeme für erneuerbare Energien, inklusive thermischer und mechanischer Auslegung
• Chemie- und Prozessindustrie: Apparatebau, Pumpen, Druckbehälter, Rohrleitungen und Prozessanlagen unter Berücksichtigung normativer Anforderungen
• Medizintechnik: Mechanische Komponenten für Geräte, Robotikmodule, Handhabungssysteme und präzise Antriebe
• Elektronik- und Halbleiterfertigung: Präzisionsmaschinen, Handling- und Kühlsysteme sowie Test- und Prüfmittel
• Bau- und Infrastruktur: Gebäudetechnik, HVAC-Komponenten und mechanische Systeme im Hoch- und Tiefbau
• Transport & Logistik: Bahntechnik, Schiffbau und Förderanlagen für interne und externe Logistik
• Land- und Forstwirtschaft: Arbeitsmaschinen, Antriebssysteme und Hydraulikkomponenten für raue Einsatzbedingungen
• Rohstoffgewinnung: Maschinen für Bergbau-, Bohr- und Fördertechnik mit Fokus auf Robustheit und Wartungsfreundlichkeit

Vorgehen und Zusammenarbeit

Typischerweise beginnt ein Projekt mit der gemeinsamen Klärung der Anforderungen, Schnittstellen und relevanten Normen. Darauf aufbauend werden Funktions- und Systemkonzepte erarbeitet, Vorentwürfe und Varianten in CAD entwickelt, FEM- und weitere Simulationen zur Absicherung der Lastfälle durchgeführt und die Konstruktion bis zur fertigen Dokumentation ausgearbeitet.

Konstruktion vor Ort ermöglicht eine enge Abstimmung mit Fertigung, Montage und Qualitätssicherung – etwa bei Anlageninbetriebnahmen oder Serienanläufen. So entsteht ein konsistenter Entwicklungsprozess, der technische Risiken reduziert und Zulassungs- sowie Qualitätsanforderungen systematisch adressiert.